Холинэстераза

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
См. также: Ацетилхолинэстераза
Холинэстераза
Изображение
Трёхмерная модель молекулы ацетилхолинэстеразы
Молекулярная функция cholinesterase activity[вд][1]
Шифр КФ 3.1.1.8[2]

Холинэстеразы (от

ферментов из класса гидролаз карбоновых кислот, субстратами которых являются сложные эфиры холина с уксусной, пропионовой или масляной кислотами. Одной из важных качественных реакций на фермент является — ингибирование алкалоидом эзерином
в концентрации 10−5 — 10−8М.

Номенклатура холинэстераз

  • Название первой подгруппы гидролаз — ацетилхолин-ацетилгидролаза (шифр фермента 3.1.1.7)[3]

Чаще используют тривиальные названия — ацетилхолинэстераза, ацетилхолингидролаза или холинэстераза I. Этот подтип ферментов гидролизует ацетилхолин.

  • Название второй подгруппы гидролаз — ацетилхолин-ацилгидролаза (шифр фермента 3.1.1.8), а тривиальное название холинэстераза, с синонимами псевдохолинэстераза, бутирилхолинэстераза, холинэстераза II, пропионилхолинэстераза. Гидролизует бутирилхолин, пропионилхолин и др.

Биологическая роль

лат. Butyrylcholinesterase
  • Ацетилхолинэстераза (КФ 3.1.1.7) играет ключевую роль в процессах нейрогуморальной и синаптической передачи: в холинэргических
    постсинаптическая мембрана. Это вызывает дезорганизацию многих процессов организма, а в отдельных случаях, например при тяжёлых отравлениях, в частности фосфорорганическими соединениями (см. отравление фосфорорганическими соединениями) может привести к смерти.[источник не указан 1385 дней
    ]

Взаимодействие холинэстеразы с ингибиторами и реактиваторами

Ингибитор — это вещество, которое снижает активность ферментов (каталитические яды). Ингибиторами холинэстеразы являются некоторые природные и синтетические соединения: фосфорорганические соединения (ФОС), эфиры N-алкилкарбаминовых кислот (карбаматы), четвертичные аммониевые основания, гетероциклические соединения, содержащие третичный или четвертичный атом азота. Некоторые характеристики данных веществ представлены в табл. 1. ФОС и карбаматы иногда называют «полусубстратами» или «плохими субстратами»[4].

  • ФОС гидролизуются в
    фермента освобождается для взаимодействия с субстратом. Фосфорорганические соединения оказывают мощное отравляющее действие на организм. Причиной отравления является накопление негидролизованного ацетилхолина, которое приводит сначала к ускорению проведения нервных импульсов (возбуждение) и далее к блокированию передачи нервных импульсов (паралич). ФОС используют в качестве боевых отравляющих веществ (БОВ), инсектицидов и лекарственных средств[6]
    .
  • Карбаматы так же, как и ФОС, гидролизуются в активном центре фермента, отщепленный остаток карбаминовой кислоты взаимодействует с ОН-группой серина с образованием «карбамоил-фермента». Следующая стадия катализа — его гидролиз водой и образование свободного фермента — идет быстрее, чем гидролиз «фосфорил-фермента», но медленнее, чем природных «ацил-ферментов». Активность холинэстеразы блокируется карбаматами на несколько часов и затем восстанавливается. Это обратимый тип ингибирования. Карбаматы широко используются в качестве лекарственных средств для лечения нейродегенеративных заболеваний, при параличах и других болезнях[7]. Описано также масштабное применение физостигмина — обратимого ингибитора холинэстеразы — в качестве профилактического средства от возможного отравления БОВ. В 1991 г. в период войны в Аденском заливе физостигмин был введен 400 тыс. американских солдат с целью скоротечного блокирования (и, следовательно, защиты от инактивации) ацетилхолинэстеразы и холинэстеразы, так как ожидалась атака армии Ирака с использованием нервных газов[8]
    .

Таблица 1. Ингибиторы холинэстеразы и их действие

Класс соединений Тип связи с холинэстеразой Ингибирование Препараты
Фосфорорганические соединения Ковалентная в активном центре Необратимое хлорофос, тиофос, армин, зарин, табун
Карбаматы
 Ковалентная связь в активном центре Обратимое
прозерин
), аминокарб
Четвертичные аммониевые и гетероциклические соединения Комплекс с анионным центром фермента Конкурентное алкалоиды, галантамин, такрин, донепезил, эдрофония хлорид

Роль активности холинэстеразы в анестезиологии

Необходимость изучения вариантов холинэстеразы возникла в середине

миорелаксант сукцинилхолин для кратковременной остановки дыхания у пациентов на 3—10 мин. Расчёт проводился на человека с нормальной активностью сывороточной холинэстеразы, но возникли осложнения — если активность холинэстеразы у пациента снижена или отсутствует, то количество миорелаксанта, воздействующее на нервно-мышечное соединение, значительно возрастает и длительность апноэ может составить несколько часов (отмечен случай 9-часового апноэ), что может угрожать жизни больного[8]. При проведении хирургических операций чувствительными к сукцинилхолину оказываются от 4 до 7 % больных. В Дании в 1972 году был создан Исследовательский центр холинэстеразы, в котором к 2000 году
обследовались 2300 пациентов из 62 семей.

Изменение активности холинэстеразы при различных заболеваниях

Активность холинэстеразы снижается при:

Во многих случаях снижение активности холинэстеразы в сыворотке обусловлена снижением синтезирующей функции печени.

Активность холинэстеразы увеличивается при:

Изображения

Примечания

  1. ↑ InterPro release 2019-Nov-12 — 2019-11-12 — 2019.
  2. ↑ Swiss Prot — 1986.
  3. 2000. — С. 457. — ISBN 5-06-003720-7
    .
  4. ↑
    1997
    . — С. 15.
  5. ↑ Старостина В.К.; Дёгтева С.А. Холинэстераза: Методы Анализа И Диагностическое Значение (PDF). asld.baikal.ru 8. ЗАО «Вектор-Бест» (2008). Дата обращения: 26 октября 2020. Архивировано 25 августа 2020 года.
  6. ↑ Краткая химическая энциклопедия. — 1. — М.:Советская энциклопедия, 1961. — Т. 1. — С. 282.
  7. ↑ Машковский М.Д. Лекарственные средства. — М.:Новая волна, 2002. — С. 201.
  8. ↑ 1 2 Старостина В.К.,Дёгтева С.Д. Холинэстераза: методы анализа и диагностическое значение. — Новосибирск:Вектор-Бест, 2008. — С. 14.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Холинэстераза&oldid=135108548